Teljes eseményrendszer. Valószínőségszámítás. Példák. Teljes valószínőség tétele. Példa. Bayes tétele

Hasonló dokumentumok
Ismétlés: Visszatevéses mintavétel. A valószínőség további tulajdonságai. Visszatevés nélküli mintavétel. A valószínőség folytonossága

Valószínűségszámítás és statisztika előadás Info. BSC B-C szakosoknak. Bayes tétele. Példák. Események függetlensége. Példák.

Jármőtervezés és vizsgálat I. VALÓSZÍNŐSÉGSZÁMÍTÁSI ALAPFOGALMAK Dr. Márialigeti János

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

ORVOSI STATISZTIKA. Az orvosi statisztika helye. Egyéb példák. Példa: test hőmérséklet. Lehet kérdés? Statisztika. Élettan Anatómia Kémia. Kérdések!

Elméleti összefoglaló a Valószín ségszámítás kurzushoz

Példák 2. Teljes eseményrendszer. Tulajdonságok. Példák diszkrét valószínőségi változókra

Táblázatok 4/5. C: t-próbát alkalmazunk és mivel a t-statisztika értéke 3, ezért mind a 10%-os, mind. elutasítjuk a nullhipotézist.

x, x R, x rögzített esetén esemény. : ( ) x Valószínűségi Változó: Feltételes valószínűség: Teljes valószínűség Tétele: Bayes Tétel:

Készítette: Fegyverneki Sándor

Eseményalgebra. Esemény: minden amirl a kísérlet elvégzése során eldönthet egyértelmen hogy a kísérlet során bekövetkezett-e vagy sem.

(eseményalgebra) (halmazalgebra) (kijelentéskalkulus)

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Valószínőségszámítási alapok

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Valószínőségi eloszlások Binomiális eloszlás

A valószínőség folytonossága

1. tétel. Valószínűségszámítás vizsga Frissült: január 19. Valószínűségi mező, véletlen tömegjelenség.

Biometria az orvosi gyakorlatban. Számítógépes döntéstámogatás

Biomatematika 2 Orvosi biometria

4 2 lapultsági együttható =

s n s x A m és az átlag Standard hiba A m becslése Információ tartalom Átlag Konfidencia intervallum Pont becslés Intervallum becslés

Bevezetés. Valószínűségszámítás 2 előadás III. alk. matematikus szak. Irodalom. Egyéb info., számonkérés. Cél. Alapfogalmak (ismétlés)

Valószín ségszámítás és statisztika

Elméleti összefoglaló a Sztochasztika alapjai kurzushoz

Tulajdonságok. Teljes eseményrendszer. Valószínőségi változók függetlensége. Példák, szimulációk

Hipotézis vizsgálatok. Egy példa. Hipotézisek. A megfigyelt változó eloszlása Kérdés: Hatásos a lázcsillapító gyógyszer?

A peremeloszlások. Valószínőségszámítás elıadás III. alk. matematikus szak. Példa. Valószínőségi vektorváltozók eloszlásfüggvénye.

Valószín ségszámítás és statisztika

Környezet statisztika

1. előadás: Bevezetés. Irodalom. Számonkérés. A valószínűségszámítás és a statisztika tárgya. Cél

Mi az adat? Az adat elemi ismeret. Az adatokból információkat

1. A kísérlet naiv fogalma. melyek közül a kísérlet minden végrehajtásakor pontosan egy következik be.

4. Az A és B események egymást kizáró eseményeknek vagy idegen (diszjunkt)eseményeknek nevezzük, ha AB=O

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása A csoport

VALÓSZÍNŰSÉG, STATISZTIKA TANÍTÁSA

IDA ELŐADÁS I. Bolgár Bence október 17.

Való szí nű sé gi va ltózó, sű rű sé gfű ggvé ny, élószla sfű ggvé ny

Turing-gép május 31. Turing-gép 1. 1

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Normál eloszlás

1. Kombinatorikai bevezetés

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Matematika III. 3. A valószínűségszámítás elemei Prof. Dr. Závoti, József

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Prof. Dr. Závoti József. Matematika III. 3. MA3-3 modul. A valószínűségszámítás elemei

d(f(x), f(y)) q d(x, y), ahol 0 q < 1.

1. elıadás: Bevezetés. Számonkérés. Irodalom. Valószínőségszámítás helye a tudományok között. Cél

MATEMATIKAI STATISZTIKA KISFELADAT. Feladatlap

Matematikai statisztika

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Statisztikai próbák. Ugyanazon problémára sokszor megvan mindkét eljárás.

Az ész természetéhez tartozik, hogy a dolgokat nem mint véletleneket, hanem mint szükségszerűeket szemléli (Spinoza: Etika, II. rész, 44.

Példák ekvivalencia relációra (TÉTELként kell tudni ezeket zárthelyin, vizsgán):

Matematika B4 II. gyakorlat

VARIANCIAANALÍZIS (szóráselemzés, ANOVA)

Funkcionálanalízis. n=1. n=1. x n y n. n=1

ismertetem, hogy milyen probléma vizsgálatában jelent meg ez az eredmény. A kérdés a következő: Mikor mondhatjuk azt, hogy bizonyos események közül

20 PONT Aláírás:... A megoldások csak szöveges válaszokkal teljes értékőek!

Gazdasági matematika II. tanmenet

Feladatok 2. zh-ra. 1. Eseményalgebra április Feladat. Az A és B eseményekr l tudjuk, hogy P (A) = 0, 6, P (B) = 0, 7 és

2014. november 5-7. Dr. Vincze Szilvia

Backhausz Ágnes 1. Bevezetés A valószínűség elemi tulajdonságai... 5

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé. (Albert Einstein) Halmazok 1

Relációk. Vázlat. Példák direkt szorzatra

1. előadás: Bevezetés. Számonkérés. Irodalom. Valószínűségszámítás helye a tudományok között. Cél

Szita (Poincaré) formula. Megoldás. Alkalmazások. Teljes eseményrendszer. Példák, szimulációk

Vázlat. Relációk. Példák direkt szorzatra

Statisztika Elıadások letölthetık a címrıl

Nemparaméteres eljárások

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé.

Tanult nem paraméteres próbák, és hogy milyen probléma megoldására szolgálnak.

Valószínűségszámítás és statisztika a fizikában február 16.

Az entrópia statisztikus értelmezése

Véletlen szám generálás

Tartalomjegyzék Szitaformulák Példák a szitaformulára Mintavételezés Bayes-tétel... 17

10. Mintavételi tervek minısítéses ellenırzéshez

Minősítéses mérőrendszerek képességvizsgálata

Eloszlás-független módszerek (folytatás) 14. elıadás ( lecke) 27. lecke khí-négyzet eloszlású statisztikák esetszámtáblázatok

Mérhetőség, σ-algebrák, Lebesgue Stieltjes-integrál, véletlen változók és eloszlásfüggvényeik

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

A gyakorló feladatok számozása a bevezetı órát követı órán, azaz a második órán indul. Gyakorló feladatok megoldásai 1

Általános Statisztika

Matematika III. 2. Eseményalgebra Prof. Dr. Závoti, József

Dr. Ratkó István. Matematikai módszerek orvosi alkalmazásai Magyar Tudomány Napja. Gábor Dénes Főiskola

Nemparaméteres próbák

A valószínűségszámítás elemei

3. Egy szabályos dobókockával háromszor dobunk egymás után. Legyen A az az esemény, hogy

Bevezetés a biometriába Dr. Dinya Elek egyetemi tanár. PhD kurzus. KOKI,

2. A ξ valószín ségi változó eloszlásfüggvénye a következ : x 4 81 F (x) = x 4 ha 3 < x 0 különben

Valószínőségszámítás helye a tudományok között. Véletlen tömegjelenségek. Történeti áttekintés 1. Modellezés. Történeti áttekintés 3.

Valószínűségszámítás. Tómács Tibor. F, P ) egy valószínűségi mező, A P (A). Ha ϱ n az A gyakorisága, kísérletek száma, akkor minden ε. p(1 p) nε 2.

2014. szeptember 24. és 26. Dr. Vincze Szilvia

Osztályozóvizsga követelményei

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Bizonytalan tudás kezelése

Matematika III. 4. A valószínűségi változó és jellemzői Prof. Dr. Závoti, József

Extrém-érték elemzés. Extrém-érték eloszlások. A normálhatóság feltétele. Megjegyzések. Extrém-érték modellezés

ORVOSI STATISZTIKA. Az orvosi statisztika helye. Egyéb példák. Példa: test hőmérséklet. Lehet kérdés? Statisztika. Élettan Anatómia Kémia. Kérdések!

Néhány kockadobással kapcsolatos feladat 1 P 6

Megoldások. ξ jelölje az első meghibásodásig eltelt időt. Akkor ξ N(6, 4; 2, 3) normális eloszlású P (ξ

Valószínűségszámítás

Átírás:

Teljes eseményrendszer Valószínőségszámítás 3. elıadás 2009.09.22. Defnícó. Események A 1, A 2,..., sorozata teljes eseményrendszer, ha egymást páronként kzárják és egyesítésük Ω. Tulajdonság: P A ) + A ) +... 1 ( 1 2 = Legtöbbször véges sok elembıl álló teljes eseményrendszereket vzsgálunk. Teljes valószínőség tétele. Legyen B 1, B 2,..., poztív valószínőségő eseményekbıl álló teljes eseményrendszer, A A tetszıleges. Ekkor P A) = B ) + B )... ( 1 1 2 2 + Bzonyítás. A = ( A B1) ( A B 2)... dszjunkt tagokra bontás, tehát A) = A B1 ) + A B2) +... és P A B ) = B ) adja a tételt. ( Összetett modellek (nemtıl függı valószínőségek): a színvakság valószínősége a férfaknál 0.01, a nıknél 0.001 (Tfh. ugyananny a férf, mnt a nı.) M a valószínősége, hogy egy találomra válaszott ember színvak? A teljes eseményrendszer: {férf} {nı}. p=0.01/2+0.001/2=0.0055 Bayes tétele Legyen B 1, B 2,..., poztív valószínőségő eseményekbıl álló teljes eseményrendszer, A A poztív valószínőségő. Ekkor A Bk ) Bk ) Bk A) = B ) (Vsszakövetkeztetés az elsı lépés eredményére.) Bzonyítás. A nevezı éppen P (A) a teljes valószínőség tétele matt. A számláló pedg P (A B), defnícó szernt. Példa Ha egy találomra válaszott ember színvak, m a valószínősége, hogy férf? p=0.005/(0.005+0.0005)=10/11. Ha egy, az egészségesekre 5% eséllyel téves dagnózst adó szőrıvzsgálatnál betegnek tőnünk, akkor a betegség tényleges valószínősége (p a betegség vszge, {B=beteg, E=egészséges} a teljes eseményrendszer): B poz)=poz B)B)/(poz B)B)+ poz E)E)=p/(p+0.05(1-p)) vszg. poztív teszteredménynél 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 Betegség valószínusége 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 vszg az adott populácóban 1

Események függetlensége Ha a B esemény bekövetkezése nem befolyásolja az A valószínőségét, azaz A B)=A), akkor azt mondjuk, hogy az A és B függetlenek. Ez így nem deáls defnícó (nem szmmetrkus, P (B)>0 kell hozzá), ezért Defnícó. Az A és B események függetlenek, ha A B)=A)B). Húzunk egy lapot egy magyarkártyacsomagból. A: pros B: ász. P (A)=1/4, P (B)=1/8, P (A B)=1/32, tehát függetlenek. A függetlenség nagyon rtka azonos kísérletbıl meghatározott eseményeknél! Tpkus eset függetlenségre: A az elsı, B a másodk kísérlet eredménye. Tulajdonságok Ha A és B dszjunktak, akkor csak trváls (P (A)=0 vagy P (B)=0) esetben függetlenek. Ha A és B függetlenek, akkor komplementerek s függetlenek. Önmaguktól csak a trváls események függetlenek. A B esetén csak akkor függetlenek, ha legalább az egyk trváls. Független kísérletek A (Ω 1, A 1,P 1 ) az egyk kísérlethez kapcsolódk, B (Ω 2, A 2,P 2 ) pedg a másk kísérlethez kapcsolódk. Függetlenségük értelmezéséhez kell a valószínőség mezık szorzata: (Ω 1 Ω 2, A 1 A 2,P 1 P 2 ) am szntén valószínőség mezı. A 1 A 2 eleme az A B alakú események (A A 1 megfelelıje az A Ω 2,így már értelmezhetı A B= A B ). P 1 P 2 (A B )= P 1 (A)P 2 (B), am éppen a függetlenséget jelent. Véges esetben Ω 1 =n, Ω 2 =m mellett Ω 1 Ω 2 =nm, amt már sokszor használtunk s. Általánosítás Két eseményrendszer független, ha az elsı tetszıleges eleme független a másodk tetszıleges elemétıl. n esemény független, ha P A A... A ) = A ) A )... A ) ( 1 2 k 1 2 k teljesül tetszıleges 1 1 < 2 < < k n ndexsorozatra és mnden 2 k n számra. Megjegyzések Nem elég a fent szorzat-tulajdonságot k=2- re megköveteln. Ha csak ez teljesül: páronként függetlenségrıl beszélünk. A szorzat-elıállítás segítségével n független kísérlethez tartozó valószínőség mezı s értelmezhetı. Ha A az -edk kísérlethez tartozk, akkor A 1,A 2,, A n független. (A gyakorlatban ez a tpkus, fontos elıfordulása ennek a függetlenségnek.) 2

Tovább általánosítás Végtelen sok eseményt függetlennek nevezünk, ha tetszılegesen kválasztva közülük véges sokat, független eseményeket kapunk. A szorzat-elıállítás segítségével végtelen sok független kísérlethez tartozó valószínőség mezı s értelmezhetı. Ha A az -edk kísérlethez tartozk, akkor A 1,A 2,, A n, független. Valószínőség változók 1. A legtöbbször nem maga a kísérlet kmenetele (a realzálódott elem esemény) hanem egy számszerősíthetı eredmény az érdekes. Példa: par termelés mnıségellenırzés: a kérdés az esetleges selejtesek száma, nem pedg az, hogy pontosan melyk elemeket s választottuk. Sok gyakorlat esetben nem s adódk természetesen az Ω halmaz (pl. dıjárás megfgyelés). Valószínőség változók 2. Mntavétel példa (folytatás). N termék, n elemő mnta. Ω elemszáma: N n Selejtesek száma (X): 0 és n között szám. Matematkalag: X : Ω R függvény Feltétel: legyen értelme pl. annak a valószínőségérıl beszéln, hogy X<a. Azaz {ω: X(ω)<a} A kell, hogy teljesüljön mnden a ra. Hasonlóképpen más természetes feltételnek s legyen valószínősége. Borel halmazok A feltétel precíz felírásához: Defnícó. A valós számegyenes Borel halmaza : az a legszőkebb σ-algebra, amely tartalmazza a félegyeneseket (ntervallumokat, nyílt halmazokat...). Gyakorlatlag: mnden olyan halmaz, amt legfeljebb megszámlálhatóan sok halmazmővelettel az ntervallumokból elı tudunk állítan. Jelölés : B (R). Valószínőség változók 3. Precíz defnícó: X : Ω R függvény valószínőség változó, ha {ω: X(ω) B} A mnden B Borel halmazra. Ha A= P (Ω), akkor mnden Ω R függvény valószínőség változó. A feltételek a gyakorlatban: egyértelmő az X értéke az ω-kon (azaz ha csak a színvakságot ellenırzzük, Ω={színvak, egészséges}, akkor a beteg nemét nem tudjuk, a nem kódja tehát ennél az eseménytérnél nem valószínőség változó). Ha többfajta színvakság s elképzelhetı, de ezek valószínőségére nem s vagyunk kíváncsak, akkor ugyan Ω={színvak_1, színvak_2, egészséges}, de A={,színvak, egészséges, Ω} és így az az X, am a színvakság típusát s kódolja, nem valószínőség változó. Kockadobás: X a dobott szám. Ω={1,2,,6}, X ()=. Értékkészlete: {1,2,,6}. X az elsı olyan dobás sorszáma, amkor 6 jön k. Ω={1,2,,6} {1,2,,6} {1,2,,6}... X értékkészlete: {1,2, } Ipar termelés: X az elsı selejt gyártásának dıpontja. X értékkészlete: R +. X egy adott termék hossza. X értékkészlete: R + részhalmaza (nem szükséges elızetesen korlátozn). 3

Valószínőség változók eloszlása Mvel a gyakorlat problémáknál Ω nem mndg adható meg egyértelmően, és absztrakt halmazok helyett szívesebben dolgozunk a valós számokkal, a kulcsfogalom a valószínőség változók eloszlása. Legyen B tetszıleges Borel halmaz. Q X (B):=P {ω: X(ω) B} valószínőséget ad meg R Borel halmazan. Ez az X eloszlása. Dszkrét valószínőség változók Defnícó: az X dszkrét valószínőség változó, ha értékkészlete (x 1,, x n ) legfeljebb megszámlálható. A valószínőség változó defnícójából adódóan {ω:x(ω)= x }={X=x }= A azaz p :=P (X=x ) értelmes. Ezek meg s határozzák X eloszlását. Véges vagy megszámlálható valószínőség mezın mnden valószínőség változó dszkrét. Általában nem célszerő a természetszerően folytonos értékkészlető X dszkretzálása (egyszerőbbek a folytonos modellek). X(ω)=c mnden ω-ra. Elnevezés: elfajult eloszlás. X=c)=1. X akkor 1, ha egy adott, p valószínőségő A esemény bekövetkezk és 0 különben (elnevezés: az A esemény ndkátora). P (X=0)=1-p P (X=1)=p Q X Q X 0 hac B ( B) = 1ha c B 0, ha 0 B és1 B p, ha 0 B és1 B ( B) = 1-p, ha 0 B és1 B 1, ha 0 B és1 B 2. Mntavételnél legyen X a mntában levı selejtesek száma. Vsszatevéses esetben (bnomáls eloszlás): k n k n M M X = k) = 1 ( k = 0,..., n) k N N Vsszatevés nélkül esetben: M N M (hpergeometra eloszlás) k n k P ( X k) = = ( k = 0,..., n) N n A bnomáls és a hpergeom. elo. összehasonlítása Tulajdonságok p 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 1 2 3 4 5 k 6 7 8 9 10 Hp.geom (N=20,M=10) Bnomáls (p=0.5) Ha X dszkrét valószínőség változó, f :R R tetszıleges függvény, akkor f (X) s dszkrét valószínőség változó. Példa: X a gyártott termék hossza mm-ben. Tegyük fel, hogy P (X=18)= = =P (X=22)=1/5. T.f.h. az deáls a 20 mm. Ekkor a d= X-20 eloszlása: P (d=0)=1/5, P (d=1) = P (d=2) = 2/5. 4

Teljes eseményrendszer Ha X dszkrét valószínőség változó, akkor az A ={ω:x(ω)= x } események teljes eseményrendszert alkotnak. Feltételes eloszlás X feltételes eloszlása A eseményre vonatkozóan: q :=P (X=x A). Ez s eloszlás: ( ( ) ) P X = x A q = P X = x A = = 1 A) Példa: X a magyarkártya-csomagból 2 húzásból kapott prosak száma. a/ A={az elsı lap ász} b/ A={az elsı lap zöld} Valószínőség változók függetlensége X és Y dszkrét valószínőség változók függetlenek, ha P ({X = x } {Y = y k })=P (X = x )P (Y = y k ) teljesül mnden,k értékre. (Azaz az X-hez és az Y-hoz tartozó teljes eseményrendszerek függetlenek.) Megjegyzések: az elfajult eloszlású valószínőség változó mnden valószínőség változótól független. Önmagától csak az elfajult eloszlású valószínőség változó független. Összefüggı valószínőség változók Bvarate Hstogram (ART95.STA 23v*578c) (Közelítıleg) független megfgyelések Bvarate Hstogram (ART95.STA 25v*578c) Függetlenek-e? A nap középhımérséklet Budapesten az dén szeptember 22-én és jövıre lyenkor A sajtóhbák száma egy könyv két különbözı oldalán Két háztartás áramfogyasztása ugyanazon a napon Két beteg vérnyomása Egy beteg vérnyomása két különbözı vzsgálatnál 5

Bnomáls eloszlás alkalmazása Vsszatevéses mntavétel más realzácója: független kísérletek azonos körülmények között. A)=p esemény, végezzünk n (rögzített számú) független kísérletet. X: az A bekövetkezésének gyakorsága (pontosan hányszor jött k az A). X eloszlása bnomáls (n,p). X= X 1 + X 2 + X n ahol X az -edk kísérletnél az A esemény ndkátora. Ezek az ndkátorok függetlenek s! 6